Хвостовая часть крыла самолета
Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано на стреловидных крыльях средних и тяжелых самолетов, у которых крыльевые опоры шасси убираются в хвостовую часть крыла и нишу фюзеляжа. Цель изобретения - снижение массы конструкции крыла и повышение ее ресурса, путем снижения и перераспределения нагрузки на кессон крыла от узлов крепления шасси. Цель достигается введением в хвостовую часть крыла дополнительной балки 12, подкрыльевой балки 5, закрепленной на кессоне крыла 1 под хвостовой балкой внутри обтекателя 4 механизма закрылка, узлы крепления которого установлены на образованной хвостовой и подкрыльевой балками консоли, а узел крепления балки шасси и хвостовой балки выполнен шарнирным и шарнирно соединен с одним концом дополнительной балки 12, которая в свою очередь соединена с кессоном крыла. При этом качалка 8, соединяющая балку шасси 6 с фюзеляжем 7, шарнирно соединена с боковым подкосом 10 шасси, а крепление панелей 14 с кессоном крыла 1 выполнено плавающим. 6 ил.
Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано на стреловидных крыльях средних и тяжелых самолетов, у которых крыльевые опоры шасси убираются в хвостовую часть крыла и нишу фюзеляжа. Целью изобретения является снижение массы конструкции крыла и повышение ее ресурса путем снижения и перераспределения нагрузки на кессон крыла от узлов крепления шасси, а также исключения концентраторов напряжений по стыку панелей хвостовой части крыла с кессоном. На фиг. 1 изображена хвостовая часть крыла самолета, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 сечение Д-Д на фиг. 5. Хвостовая часть крыла самолета содержит закрепленные на кессоне 1 крыла 2, хвостовую балку 3 и установленную внутри обтекателя 4 механизма подкрыльевую балку 5, балку шасси 6, смонтированную одним концом на фюзеляже 7 при помощи качалки 8, имеющей дополнительный шарнирный узел 9 и соединяющий ее с боковым подкосом 10 шасси, а другим концом на хвостовой балке через шарнирный узел 11 крепления, соединенный с дополнительной балкой 12, закрепленной на кессоне кронштейном 13, а также панели 14, узлы 15 крепления шасси и узлы 16 крепления механизации, включающие узлы 17 крепления механизма закрылка, узел 18 крепления гидроцилиндра уборки и выпуска шасси (кронштейн) 18 и качалки 19 крепления панелей. Хвостовая часть крыла работает следующим образом. Она воспринимает и передает на кессон 1 крыла 2 и фюзеляж 7 нагрузки с узлов 15 крепления шасси, узлов 16 крепления механизации и аэродинамическую нагрузку на панели 14 хвостовой части крыла. Вертикальные силы с траверсы шасси воспринимаются закрепленным на заднем лонжероне кессона 1 передним узлом крепления траверсы и смонтированным на балке шасси 6 задним узлом крепления траверсы. Балка шасси, изгибаясь в вертикальной плоскости, распределяет вертикальную силу с траверсы на качалку 8 и хвостовую балку 3 через шарнирный узел 11 крепления, который при деформации балки шасси под нагрузкой исключает загрузку хвостовой и подкрыльевой балок паразитным крутящим моментом. Причем закрепленная на кессоне 1 хвостовая балка 3 и подкрыльевая балка 5 соединены между собой и образуют единую консоль, строительная высота которой на изгиб не ограничена теоретическими обводами крыла в сечении по хвостовой балке 3, а дополнена еще и высотой подкрыльевой балки 5. Передавая вертикальную силу с балки шасси 6 на кессон 1, балки 3 и 5 изгибаются совместно, причем в поясах образованной ими консоли, которыми в зоне крепления с кессоном являются верхняя накладка хвостовой балки 3 и нижний пояс подкрыльевой балки 5, возникают пониженные усилия растяжения сжатия, а в стенках балок пониженный сдвиг, вызванные их общей большой строительной высотой. При этом усилия с накладки хвостовой балки 3 передаются на верхние панели кессона 1 через срезное соединение, ослабляющее в незначительной степени поперечный силовой набор кессона и вызывающее в обшивке панелей кессона сдвиг, не требующий значительного ее усиления по отношению к регулярной ее толщине в этой зоне, а так как под пониженные нагрузки верхняя накладка хвостовой балки 3 выполнена не широкой, то включение ее в работу панелей кессона в общем изгибе крыла не создает сильной концентрации напряжений. Усилия с нижнего пояса подкрыльевой балки 5 равномерно передаются сдвигом ее стенки на нижние панели кессона на длине всей закрепленной на нем части подкрыльевой балки 5. Панель по отношению к регулярной ее толщине также усиливается незначительно и практически не ослабляется, а малая ширина верхнего пояса подкрыльевой балки 5 не создает концентрации напряжений в нижних панелях кессона 1, работающих в общем изгибе крыла, в основном, на растяжение. Усилие с траверсы, направленное вдоль оси самолета, воспринимается передним узлом крепления траверсы шасси. Усилие с бокового подкоса 10 воспринимается дополнительным шарнирным узлом 9 качалки 8 и, вызывая реакцию в узлах крепления качалки 8 с фюзеляжами 7, растягивает или сжимает балку шасси 6 и через шарнирный узел 11 крепления, дополнительную балку 12 и кронштейн 13 передается на кессон 1. Причем шарнирное крепление дополнительной балки 12 с шарнирным узлом 11 крепления выполнено за проушину балки шасси 6, однако имеется возможность крепления дополнительной балки 12 как за проушину хвостовой балки 3, так и за горизонтальную ось шарнирного узла 11. Крепление складывающегося бокового подкоса 10 на дополнительном шарнирном узле 9 качалки 8, который смонтирован выше узла крепления качалки 8 с балкой шасси 6, позволяет складывать боковой подкос не в шассийный отсек крыла, что при малой его строительной высоте невозможно, а в нишу шасси фюзеляжа, где звенья бокового подкоса 10 в убранном положении установлены по направлению полета самолета выше амортстойки шасси. При этом один из механизмов выдвижения закрылка смонтирован при помощи узлов крепления механизма закрылка 17 на образованной хвостовой балкой 3 и подкрыльевой балкой 5 консоли и передает на нее нагрузки с закрылка, причем вертикальная сила на закрылок и момент от нее, вызванный консольным расположением закрылка, дополнительно изгибают балки 3 и 5 в вертикальной плоскости, а боковая сила закрылка изгибает их в горизонтальной плоскости. Поскольку абсолютные величины нагрузок от узлов 17 крепления механизма закрылка гораздо меньше нагрузок от узлов 15 крепления шасси и сочетание их таково, что в момент касания самолетом земли закрылок приносит на хвостовую и подкрыльевую балки лишь некоторую часть своих расчетных нагрузок, то это практически не вызывает их усилия, а следовательно и утяжеления конструкции. Установка же остальных многочисленных узлов 16 крепления механизации на дополнительной балке 12, соединенной одним концом с шарнирным узлом 11 крепления, а другим с кронштейном 13 кессона 1, также не требует утяжеления ее конструкции, так как расчетной нагрузкой для дополнительной балки 12 является случай посадки или рулежки, а действие максимальных расчетных нагрузок с элементов механизации, например, таких как тормозные щитки, возможно только при пробеге самолета после посадки, когда боковая нагрузка на дополнительную балку 12 от бокового подкоса 10 незначительна. Кручение дополнительной балки 12 от узлов 16 крепления механизации передается на кессон 1 одним из любых известных способов, например парами дополнительных тяг. Кроме того, гидроцилиндр уборки и выпуска шасси смонтирован на кронштейне 18, закрепленном на заднем лонжероне кессона таким образом, что его качающийся в момент уборки и выпуска шасси шток расположен в отверстии стенки хвостовой балки 3 и направлен к фюзеляжу, что возможно только при наличии большой ее строительной высоты, увеличенной за счет подкрыльевой балки 5. Такое крепление по сравнению с креплением гидроцилиндра уборки и выпуска шасси в шассийном отсеке крыла обеспечивает крепление гидроцилиндра без установки дополнительных продольных силовых балок. Таким образом, передача усилий с узлов 16 крепления механизации, включающих узлы 17 крепления механизма закрылка, с дополнительного узла крепления 9 бокового подкоса 10, а также с узла 18 крепления гидроцилиндра уборки и выпуска шасси осуществляется хвостовой 3, подкрыльевой 5 и дополнительной 12 балками, а также балкой шасси 6, т.е. элементами, воспринимающими вертикальную силу с траверсы шасси без существенного их усилия и использования дополнительных элементов, что улучшает весовые характеристики хвостовой части крыла. При этом аэродинамическая нагрузка на хвостовую часть крыла воспринимается несиловыми сотовыми панелями 14, которые нагрузками с узлов 15 и 16 крепления шасси и механизации крыла не загружены. Причем передача аэродинамической нагрузки с них на кессон 1 осуществляется одним из известных способов, обеспечивающих развязку панелей 14 вдоль линии стыка их с кессоном 1. Одним из таких способов является шарнирное крепление панелей 14 с кронштейнами кессона 1 через качалки 19 (см. фиг. 5). Подобное крепление панелей 14 не позволяет им включаться в общий изгиб кессона, исключая тем самым появление концентраторов напряжений в панелях и заднем лонжероне кессона 1, повышая его ресурс. Крепление панелей 14 хвостовой части крыла к силовым балкам и зализу фюзеляжа также, преимущественно, выполнено шарнирным, что повышает ресурс силовых балок. Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить массу конструкции крыла за счет использования дополнительной строительной высоты подкрыльевой балки, понижающей и перераспределяющей нагрузки на кессон крыла от узлов крепления шасси, и использования силовых балок хвостовой части крыла для передачи на кессон нагрузок от бокового подкоса шасси и механизации крыла без применения дополнительных силовых элементов и конструкций, увеличивающих массу хвостовой части крыла. Кроме этого, снижение концентрации напряжений в панелях кессона за счет перераспределения подкрыльевой балкой действующих на них пониженных нагрузок, а также исключение концентраторов напряжений по стыку панелей хвостовой части крыла с кессоном повышает ресурс крыла.
Формула изобретения
Хвостовая часть крыла самолета, содержащая закрепленную на кессоне крыла хвостовую балку, на которой одним концом смонтирована балка шасси, соединенная другим своим концом с фюзеляжем при помощи качалки, а также панели, узлы крепления шасси и механизации крыла и обтекатели механизма закрылка, отличающаяся тем, что, с целью снижения массы конструкции крыла и повышения ее ресурса путем снижения и перераспределения нагрузки на кессон крыла от узлов крепления шасси, а также исключения концентраторов напряжений по стыку панелей хвостовой части крыла с кессоном, она снабжена дополнительной балкой, кронштейном и подкрыльевой балкой, закрепленной на кессоне крыла под хвостовой балкой внутри обтекателя механизма закрылка, узлы крепления которого установлены на образованной хвостовой и подкрыльевой балками консоля, а узел крепления балки шасси и хвостовой балки выполнен шарнирным и шарнирно соединен с одним концом дополнительной балки, другой конец которой смонтирован на кессоне крыла кронштейном, причем качалка снабжена дополнительным шарнирным узлом, соединяющим ее с боковым подкосом шасси, а один из узлов крепления механизации крыла смонтирован на дополнительной балке, при этом крепление панелей с кессоном крыла выполнено плавающим вдоль линии стыка.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Номер и год публикации бюллетеня: 35-2000
(73) Патентообладатель:ОАО "Туполев" (RU)
Договор № 11100 зарегистрирован 23.08.2000
Извещение опубликовано: 20.12.2000
